大型主題樂園的電氣設(shè)計(jì)探討

馬婷

（廣東長隆集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510030）

0 引言

如今經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們對(duì)娛樂項(xiàng)目的需求越來越多，大型主題樂園逐漸受到人們的喜愛，變成如今娛樂市場中的熱門領(lǐng)域，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢。本文通過借鑒如今一些大型主題樂園的電氣設(shè)計(jì)方案，對(duì)電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，以期為相關(guān)人員起到一定的幫助。

1 主題公園各單位項(xiàng)目負(fù)荷量區(qū)域劃分

大型主題樂園里各單位項(xiàng)目眾多，其耗電量各不相同，如今并沒有具體的規(guī)定對(duì)個(gè)設(shè)備的負(fù)荷量進(jìn)行劃分，但可以根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50052—2009）、具體項(xiàng)目單位的功能以及具體工作需要來對(duì)其負(fù)荷量所處于的區(qū)域范圍里進(jìn)行劃分，主要可以分為以下幾個(gè)方面。

1.1 娛樂設(shè)備的負(fù)荷劃分

娛樂設(shè)備作為主題公園最重要的組成部分，直接關(guān)乎主題樂園能否正常運(yùn)行，假設(shè)供電異常，就會(huì)使主題樂園內(nèi)部運(yùn)營直接癱瘓，造成游客緊張，最終有可能使客流量大大減少。參考標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50050—2009）中的規(guī)定可知，當(dāng)供電異?，F(xiàn)象會(huì)使經(jīng)濟(jì)遭受嚴(yán)重影響以及供電異?，F(xiàn)象會(huì)使對(duì)用電需要較大的單位無法正常工作時(shí)定位二級(jí)負(fù)荷配電，但是通常來說樂園的發(fā)電機(jī)容量通常不低于20000kW，而娛樂設(shè)備就要占據(jù)接近2/3的用電負(fù)荷，基于此種情況若定為二級(jí)負(fù)荷，從經(jīng)濟(jì)方面來說不夠科學(xué)，會(huì)使整個(gè)主題樂園的供電系統(tǒng)造成很多不必要的浪費(fèi)。應(yīng)當(dāng)對(duì)各娛樂設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況來進(jìn)行細(xì)分，針對(duì)一些例如碰碰車、旋轉(zhuǎn)木馬等這樣不大且通常不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)狀況的娛樂設(shè)備，定為三級(jí)負(fù)荷進(jìn)行配電。而一些類似于過山車、跳樓機(jī)、大擺錘之類的非小型且易發(fā)生危險(xiǎn)的娛樂設(shè)備，為了供電異常時(shí)所造成的危險(xiǎn)狀況避免發(fā)生，需要使用動(dòng)力負(fù)荷進(jìn)行疏散，保證用戶的安全，此類設(shè)備應(yīng)定為二級(jí)負(fù)荷進(jìn)行配電，對(duì)于一些像是3D電影或者VR之類的娛樂項(xiàng)目，因?yàn)榇祟愴?xiàng)目的動(dòng)力牽引裝置用電需求較低可以定為三級(jí)負(fù)荷進(jìn)行配電，而控制此類項(xiàng)目的系統(tǒng)卻需要較大的用電量，可以定為二級(jí)負(fù)荷進(jìn)行配電。對(duì)于一些用以搶修、在應(yīng)急時(shí)使用的電源，為了可以快速修復(fù)娛樂項(xiàng)目，保證游樂園系統(tǒng)不癱瘓，這類應(yīng)急電源應(yīng)當(dāng)定為二級(jí)負(fù)荷進(jìn)行配電。

1.2 消防類設(shè)備的負(fù)荷劃分

一些用于消防的設(shè)備例如消防泵、應(yīng)急照明燈以及消防風(fēng)機(jī)等進(jìn)行負(fù)荷劃分應(yīng)當(dāng)依據(jù)給排水在非室內(nèi)環(huán)境中對(duì)于消防水量的資金供給。按照相關(guān)的具體規(guī)定來說，當(dāng)在非室內(nèi)的環(huán)境里用于消費(fèi)的水量超過25L/s的建筑項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)將消防所需的負(fù)荷采取二級(jí)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配電。除此之外，為了能使穩(wěn)定的配電，可以使用雙路電源放射式的方式來對(duì)消防設(shè)備進(jìn)行配電，還應(yīng)當(dāng)在尾部配電箱的地方安設(shè)自動(dòng)進(jìn)行雙路切換的設(shè)置。

1.3 安全防護(hù)以及智能化類裝置的負(fù)荷劃分

游樂場消防管理控制處、游樂園機(jī)房所在處、安全防護(hù)系統(tǒng)、廣播中心、售票處（包括售票機(jī)器系統(tǒng)及照明系統(tǒng)）以及對(duì)游客進(jìn)行服務(wù)的客服中心，這些直接關(guān)系著游樂園能否合理且穩(wěn)定的運(yùn)行?；诖朔N情況并依據(jù)相關(guān)規(guī)定，以上這些地方需要采用一級(jí)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行配電。進(jìn)行配電時(shí)，還應(yīng)當(dāng)選用不間斷的電源來當(dāng)作備用能源，進(jìn)而使當(dāng)供電異常且柴油發(fā)電機(jī)沒有投入使用的時(shí)候，能繼續(xù)進(jìn)行電源供給，保證上述系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1.4 關(guān)于一些劇場類儀器的負(fù)荷劃分

一般來說，游樂場里的劇場建設(shè)依據(jù)乙等劇場的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。按照關(guān)于劇場建設(shè)的相關(guān)規(guī)定和實(shí)際情況需要，劇場里的大型的舞臺(tái)設(shè)備以及用于照明、調(diào)光、影音、安全防護(hù)的舞臺(tái)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)依據(jù)二級(jí)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配電，劇場內(nèi)的電梯、馬道照明以及消費(fèi)方面的負(fù)荷也應(yīng)當(dāng)依據(jù)二級(jí)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配電，剩下關(guān)于劇場類的設(shè)備負(fù)荷均采取三級(jí)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配電，如圖1所示。

圖1 劇場類相關(guān)低壓配電

2 非小型彈射式過山車的供電方式

過山車的類型主要有兩種：①牽引式；②彈射式。這兩種類型的過山車的工作原理都是通過機(jī)械動(dòng)力或者電磁動(dòng)力為過山車在啟動(dòng)階段提供動(dòng)能，使過山車可以達(dá)到最高出的位置，之后通過重力勢能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能為過山車后續(xù)運(yùn)行提供能量。如今，比較先進(jìn)的過山車一般為彈射式的過山車。設(shè)備商的提資作為過山車的主要供電方式。下面通過一個(gè)具體事例來對(duì)過山車的電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行探討：

（1）位于底部位置的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通過電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換，在很短的時(shí)間里得到很大的動(dòng)能。該底部直線電動(dòng)機(jī)的最大輸入功率可以達(dá)到2800kW，相應(yīng)的受電時(shí)間只有4.2s。應(yīng)采取專門的變壓器來對(duì)位于底部位置直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行供電。

（2）要注意位于頂部位置的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)以及控制騎乘的系統(tǒng)的配電方式應(yīng)當(dāng)按照二級(jí)負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行配電。假使過山車在行駛的周期里突然在最高處發(fā)生故障，這個(gè)時(shí)候需求位于頂部位置的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為過山車提供動(dòng)能，進(jìn)而驅(qū)使其前進(jìn)，保障過山車順利度過最高處，可以借助重力勢能轉(zhuǎn)換來平穩(wěn)結(jié)束整個(gè)運(yùn)行周期，如圖2所示。

圖2 新型彈射式過山車低壓配電

3 大型主題樂園的計(jì)量方式

按照所處地理位置相應(yīng)電網(wǎng)的要求，來判斷要不要安裝高壓計(jì)量表。一般來說會(huì)在10kV的電源進(jìn)線的位置上安裝計(jì)量總表，照明以及動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行一塊收費(fèi)。應(yīng)當(dāng)按照運(yùn)營商的管理要求來合理地設(shè)置低壓出線柜的出線回路，計(jì)量儀器可以選用多功能數(shù)字儀表，并將計(jì)量的結(jié)果通過變電所的綜合能耗監(jiān)測裝置上傳到相應(yīng)部門的監(jiān)控中心。假如游樂園入口周圍的地區(qū)有出租出去的商戶，則會(huì)在這些出租商戶配電總箱的位置安裝計(jì)量表。

4 大型主題樂園的諧波治理

游樂園屬于大型的建筑項(xiàng)目，需要用到很多的游樂裝置也就是我們所說的調(diào)速驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)、晶閘管調(diào)光系統(tǒng)、非固定頻率空調(diào)、水泵等非線性的電氣裝置。以上的裝置會(huì)在使用的時(shí)候出現(xiàn)很多奇數(shù)次諧波，由于7次往后的諧波振幅較小，這里主要是解決3次諧波、5次諧波、7次諧波對(duì)用電裝置、供電系統(tǒng)、測量裝置、繼電保護(hù)裝置的影響。這里可以通過將諧波本身進(jìn)行直接抑制或者通過間接的方式進(jìn)行抑制。具體措施如下：首先可以在變電所的低壓母線位置處安裝有源濾波器，來抑制諧波電流。應(yīng)當(dāng)?shù)冗\(yùn)營商招標(biāo)之后再依據(jù)廠家提供的信息對(duì)濾波器的容量進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的階段，要給變電所、非小型屏幕LED控制室以及晶閘管調(diào)光室等位置提前留好充足的空間，以便于以后開展對(duì)濾波器的裝設(shè)?？梢栽谟螛穲龅母鱾€(gè)主題區(qū)域采用單獨(dú)的一臺(tái)變壓器為夜間燈光秀進(jìn)行配電，這樣可以抑制諧波對(duì)一些聲敏裝置的影響。當(dāng)三線四線制的回路中出現(xiàn)諧波電流，應(yīng)當(dāng)將中性導(dǎo)體的電流加以計(jì)算并計(jì)入到諧波電流的效應(yīng)里，假設(shè)相電路的電流低于中性導(dǎo)體的電流時(shí)，應(yīng)當(dāng)安裝中性導(dǎo)體的電流進(jìn)行電纜相導(dǎo)體的選擇。

5 結(jié)語

大型主題樂園內(nèi)部組成復(fù)雜，工作人員很多，因此電氣設(shè)計(jì)的難度比較高，也需要對(duì)應(yīng)更高的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)將大型主題樂園供電系統(tǒng)的穩(wěn)定及安全問題放在最關(guān)鍵的位置上，此外還要注意節(jié)能環(huán)保，避免不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。